一种基于Arduino单片机与LabVIEW的智能消防机器人


一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人
技术领域
1.本发明涉及智能消防技术领域,具体为一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人。


背景技术:



2.随着各种大型能源企业、高层住宅等不断增多,在这些地方发生的火灾事故也随之大量增加,在消防人员在实施灭火救援过程中,经常面临着高温高压、易燃易爆、有毒有害气体的事故现场,这些都严重威胁着消防人员的生命安全,且现有消防机器人的功能简单,难以在复杂的室内环境中进行自动寻路,进而降低了消防机器人的工作可靠性,且现有的消防机器人难以将火灾现场中的环境信息传输到外部的终端中,从而影响了消防机器人的实用性,因此设计一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人是很有必要的。


技术实现要素:



3.本发明的目的在于提供一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,包括主体支架、侧板、从动轮、连接台、红外传感器本体、电机支架、传动电机、主动轮、履带、电源本体、线路板、灭火罐、压力泵、导管、喷嘴、安装板、arduino控制模块、运动输出模块、档位调节模块、下位机通讯模块、路径规划模块、环境采集模块、灭火输出模块和上位机操作模块,所述主体支架的两侧对称设置有侧板,且侧板的一侧转动连接有从动轮,侧板的一侧顶部设置有连接台,且连接台上设置有红外传感器本体,主体支架的顶部对称设置有电机支架,且电机支架上设置有传动电机,传动电机的输出端贯穿侧板固定套接有主动轮,且主动轮与从动轮通过履带配合连接。
5.优选的,所述主体支架顶部一角设置有电源本体,且电源本体电性连接线路板,线路板固定在主体支架的顶部,且主体支架顶部远离电源本体的一侧设置有灭火罐。
6.优选的,所述灭火罐的内部顶端套接有压力泵,且压力泵的输出端设置有导管,导管的一端设置有喷嘴,压力泵通过导线电性连接线路板。
7.优选的,所述主体支架的顶部设置有安装板,且安装板的顶部设置有传感组件,所述传感组件由湿度传感器本体、co传感器本体、粉尘浓度传感器本体、温度传感器本体和光照强度传感器本体组成。
8.优选的,所述线路板的顶部中心处设置有arduino控制模块、且线路板的顶部一侧分别设置有运动输出模块、档位调节模块和下位机通讯模块,档位调节模块位于运动输出模块和下位机通讯模块之间,且运动输出模块的输出端控制连接传动电机的输入端,线路板的顶部另一侧分别设置有路径规划模块、环境采集模块和灭火输出模块,且环境采集模块位于路径规划模块和灭火输出模块之间,灭火输出模块的输出端控制连接压力泵。
9.优选的,所述环境采集模块由温度信息模块、湿度信息模块、光照信息模块、co信
息模块、粉尘信息模块和信息输出模块组成,且环境采集模块的输入端分别控制连接传感组件和红外传感器本体的输出端,温度信息模块、湿度信息模块、光照信息模块、co信息模块和粉尘信息模块的输出端均控制连接信息输出模块的输入端。
10.优选的,所述arduino控制模块的输入端分别控制连接环境采集模块、路径规划模块和下位机通讯模块的输出端,且路径规划模块和下位机通讯模块的输入端控制连接arduino控制模块的输出端,arduino控制模块的输出端分别控制连接运动输出模块、档位调节模块和灭火输出模块的输入端,且档位调节模块的输出端控制连接运动输出模块的输入端。
11.优选的,所述下位机通讯模块通过无线信号控制连接上位机操作模块,所述上位机操作模块由上位机通讯模块、labview处理模块、运动操作模块、模式切换模块、信息显示模块和灭火操作模块组成,且上位机通讯模块的输出端控制连接labview处理模块的输入端,labview处理模块的输出端分别控制连接上位机通讯模块、运动操作模块、模式切换模块、信息显示模块和灭火操作模块的输入端,且运动操作模块、模式切换模块、信息显示模块和灭火操作模块的输出端控制连接上位机通讯模块的输入端。
12.与现有技术相比,本发明的有益效果是:该一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,利用红外传感器本体采集红外测距信息,随后由信息输出模块将红外测距信息发送到arduino控制模块中,再由路径规划模块结合红外测距信息规划消防机器人的行进线路,可以在复杂的室内环境中进行自动寻路,从而提高了消防机器人的工作可靠性,通过labview处理模块向灭火操作模块发出灭火指令,随后下位机通讯模块将灭火指令发送到arduino控制模块中,接着由arduino控制模块向灭火输出模块发出指令,使压力泵运行,将灭火罐中的灭火剂喷出,基于arduino单片机与labview完成灭火过程,替代消防人员进入事故现场进行灭火,从而降低了消防人员的行动风险,利用设置的环境采集模块接收传感组件发出的环境信息,并通过arduino控制模块传输到上位机操作模块中,之后由信息显示模块在终端中实时显示事故现场中各种环境信息,从而提高了消防机器人的实用性。
附图说明
13.图1为本发明的整体结构三维图;
14.图2为图1中a区域的局部放大图;
15.图3为本发明的整体结构俯视图;
16.图4为本发明的整体结构主视图;
17.图5为本发明的系统流程图;
18.图6为本发明的系统框架图;
19.图中:1、主体支架;2、侧板;3、从动轮;4、连接台;5、红外传感器本体;6、电机支架;7、传动电机;8、主动轮;9、履带;10、电源本体;11、线路板;12、灭火罐;13、压力泵;14、导管;15、喷嘴;16、安装板;17、arduino控制模块;18、运动输出模块;19、档位调节模块;20、下位机通讯模块;21、路径规划模块;22、环境采集模块;23、灭火输出模块;24、上位机操作模块;221、温度信息模块;222、湿度信息模块;223、光照信息模块;224、co信息模块;225、粉尘信息模块;226、信息输出模块;241、上位机通讯模块;242、labview处理模块;243、运动操作模
块;244、模式切换模块;245、信息显示模块;246、灭火操作模块。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-6,本发明提供的一种实施例:一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,包括主体支架1、侧板2、从动轮3、连接台4、红外传感器本体5、电机支架6、传动电机7、主动轮8、履带9、电源本体10、线路板11、灭火罐12、压力泵13、导管14、喷嘴15、安装板16、arduino控制模块17、运动输出模块18、档位调节模块19、下位机通讯模块20、路径规划模块21、环境采集模块22、灭火输出模块23和上位机操作模块24,主体支架1的两侧对称设置有侧板2,且侧板2的一侧转动连接有从动轮3,侧板2的一侧顶部设置有连接台4,且连接台4上设置有红外传感器本体5,主体支架1的顶部对称设置有电机支架6,且电机支架6上设置有传动电机7,传动电机7的输出端贯穿侧板2固定套接有主动轮8,且主动轮8与从动轮3通过履带9配合连接,主体支架1顶部一角设置有电源本体10,且电源本体10电性连接线路板11,线路板11固定在主体支架1的顶部,且主体支架1顶部远离电源本体10的一侧设置有灭火罐12,灭火罐12的内部顶端套接有压力泵13,且压力泵13的输出端设置有导管14,导管14的一端设置有喷嘴15,压力泵13通过导线电性连接线路板11,主体支架1的顶部设置有安装板16,且安装板16的顶部设置有传感组件,传感组件由湿度传感器本体、co传感器本体、粉尘浓度传感器本体、温度传感器本体和光照强度传感器本体组成,线路板11的顶部中心处设置有arduino控制模块17、且线路板11的顶部一侧分别设置有运动输出模块18、档位调节模块19和下位机通讯模块20,档位调节模块19位于运动输出模块18和下位机通讯模块20之间,且运动输出模块18的输出端控制连接传动电机7的输入端,线路板11的顶部另一侧分别设置有路径规划模块21、环境采集模块22和灭火输出模块23,且环境采集模块22位于路径规划模块21和灭火输出模块23之间,灭火输出模块23的输出端控制连接压力泵13,环境采集模块22由温度信息模块221、湿度信息模块222、光照信息模块223、co信息模块224、粉尘信息模块225和信息输出模块226组成,且环境采集模块22的输入端分别控制连接传感组件和红外传感器本体5的输出端,温度信息模块221、湿度信息模块222、光照信息模块223、co信息模块224和粉尘信息模块225的输出端均控制连接信息输出模块226的输入端,arduino控制模块17的输入端分别控制连接环境采集模块22、路径规划模块21和下位机通讯模块20的输出端,且路径规划模块21和下位机通讯模块20的输入端控制连接arduino控制模块17的输出端,arduino控制模块17的输出端分别控制连接运动输出模块18、档位调节模块19和灭火输出模块23的输入端,且档位调节模块19的输出端控制连接运动输出模块18的输入端,下位机通讯模块20通过无线信号控制连接上位机操作模块24,上位机操作模块24由上位机通讯模块241、labview处理模块242、运动操作模块243、模式切换模块244、信息显示模块245和灭火操作模块246组成,且上位机通讯模块241的输出端控制连接labview处理模块242的输入端,labview处理模块242的输出端分别控制连接上位机通讯模块241、运动操作模块243、模式切换模块244、信息显示模块245和灭火操作模块246的输入端,且运动
操作模块243、模式切换模块244、信息显示模块245和灭火操作模块246的输出端控制连接上位机通讯模块241的输入端,利用设置的上位机通讯模块241有利于与下位机通讯模块20建立无线连接,进而将labview处理模块242发出的操作指令传输到arduino控制模块17中,基于labview对arduino单片机进行调控进而完成现场行进灭火的操作过程,提高了消防机器人的实用性。
22.工作原理:使用时,通过外部终端中的上位机操作模块24进行机器人的操作过程,首先labview处理模块242进入运动操作模块243发出运动指令,通过上位机通讯模块241将运动指令传输到arduino控制模块17中,并由arduino控制模块17向运动输出模块18发出行进指令,接着运动输出模块18使传动电机7转动,进而通过主动轮8带动履带9绕着从动轮3转动,推动机器人行进,同时由arduino控制模块17通过档位调节模块19来调节传动电机7的输出功率,利用红外传感器本体5采集红外测距信息,随后由信息输出模块226将红外测距信息发送到arduino控制模块17中,再由路径规划模块21结合红外测距信息规划消防机器人的行进线路,可以在复杂的室内环境中进行自动寻路,从而提高了消防机器人的工作可靠性,通过labview处理模块242向灭火操作模块246发出灭火指令,随后下位机通讯模块20将灭火指令发送到arduino控制模块17中,接着由arduino控制模块17向灭火输出模块23发出指令,使压力泵13运行,将灭火罐12中的灭火剂喷出,基于arduino单片机与labview完成灭火过程,替代消防人员进入事故现场进行灭火,从而降低了消防人员的行动风险,利用设置的环境采集模块22接收传感组件发出的环境信息,并通过arduino控制模块17传输到上位机操作模块24中,之后由信息显示模块245在终端中实时显示事故现场中各种环境信息,从而提高了消防机器人的实用性。
23.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征:


1.一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,包括主体支架(1)、侧板(2)、从动轮(3)、连接台(4)、红外传感器本体(5)、电机支架(6)、传动电机(7)、主动轮(8)、履带(9)、电源本体(10)、线路板(11)、灭火罐(12)、压力泵(13)、导管(14)、喷嘴(15)、安装板(16)、arduino控制模块(17)、运动输出模块(18)、档位调节模块(19)、下位机通讯模块(20)、路径规划模块(21)、环境采集模块(22)、灭火输出模块(23)和上位机操作模块(24),其特征在于:所述主体支架(1)的两侧对称设置有侧板(2),且侧板(2)的一侧转动连接有从动轮(3),侧板(2)的一侧顶部设置有连接台(4),且连接台(4)上设置有红外传感器本体(5),主体支架(1)的顶部对称设置有电机支架(6),且电机支架(6)上设置有传动电机(7),传动电机(7)的输出端贯穿侧板(2)固定套接有主动轮(8),且主动轮(8)与从动轮(3)通过履带(9)配合连接。2.根据权利要求1所述的一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,其特征在于:所述主体支架(1)顶部一角设置有电源本体(10),且电源本体(10)电性连接线路板(11),线路板(11)固定在主体支架(1)的顶部,且主体支架(1)顶部远离电源本体(10)的一侧设置有灭火罐(12)。3.根据权利要求2所述的一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,其特征在于:所述灭火罐(12)的内部顶端套接有压力泵(13),且压力泵(13)的输出端设置有导管(14),导管(14)的一端设置有喷嘴(15),压力泵(13)通过导线电性连接线路板(11)。4.根据权利要求3所述的一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,其特征在于:所述主体支架(1)的顶部设置有安装板(16),且安装板(16)的顶部设置有传感组件,所述传感组件由湿度传感器本体、co传感器本体、粉尘浓度传感器本体、温度传感器本体和光照强度传感器本体组成。5.根据权利要求2所述的一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,其特征在于:所述线路板(11)的顶部中心处设置有arduino控制模块(17)、且线路板(11)的顶部一侧分别设置有运动输出模块(18)、档位调节模块(19)和下位机通讯模块(20),档位调节模块(19)位于运动输出模块(18)和下位机通讯模块(20)之间,且运动输出模块(18)的输出端控制连接传动电机(7)的输入端,线路板(11)的顶部另一侧分别设置有路径规划模块(21)、环境采集模块(22)和灭火输出模块(23),且环境采集模块(22)位于路径规划模块(21)和灭火输出模块(23)之间,灭火输出模块(23)的输出端控制连接压力泵(13)。6.根据权利要求5所述的一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,其特征在于:所述环境采集模块(22)由温度信息模块(221)、湿度信息模块(222)、光照信息模块(223)、co信息模块(224)、粉尘信息模块(225)和信息输出模块(226)组成,且环境采集模块(22)的输入端分别控制连接传感组件和红外传感器本体(5)的输出端,温度信息模块(221)、湿度信息模块(222)、光照信息模块(223)、co信息模块(224)和粉尘信息模块(225)的输出端均控制连接信息输出模块(226)的输入端。7.根据权利要求5所述的一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,其特征在于:所述arduino控制模块(17)的输入端分别控制连接环境采集模块(22)、路径规划模块(21)和下位机通讯模块(20)的输出端,且路径规划模块(21)和下位机通讯模块(20)的输入端控制连接arduino控制模块(17)的输出端,arduino控制模块(17)的输出端分别控制连接运动输出模块(18)、档位调节模块(19)和灭火输出模块(23)的输入端,且档位调节模块
(19)的输出端控制连接运动输出模块(18)的输入端。8.根据权利要求7所述的一种基于arduino单片机与labview的智能消防机器人,其特征在于:所述下位机通讯模块(20)通过无线信号控制连接上位机操作模块(24),所述上位机操作模块(24)由上位机通讯模块(241)、labview处理模块(242)、运动操作模块(243)、模式切换模块(244)、信息显示模块(245)和灭火操作模块(246)组成,且上位机通讯模块(241)的输出端控制连接labview处理模块(242)的输入端,labview处理模块(242)的输出端分别控制连接上位机通讯模块(241)、运动操作模块(243)、模式切换模块(244)、信息显示模块(245)和灭火操作模块(246)的输入端,且运动操作模块(243)、模式切换模块(244)、信息显示模块(245)和灭火操作模块(246)的输出端控制连接上位机通讯模块(241)的输入端。

技术总结


本发明公开了一种基于Arduino单片机与LabVIEW的智能消防机器人,包括主体支架、红外传感器本体、Arduino控制模块和上位机操作模块,所述主体支架的两侧对称设置有侧板,本发明,利用路径规划模块结合红外测距信息来规划消防机器人的行进线路,在复杂的事故环境中进行自动寻路,提高了消防机器人的工作可靠性,通过LabVIEW处理模块向Arduino控制模块发出灭火指令,之后灭火输出模块通过压力泵将灭火罐中的灭火剂喷出,基于Arduino单片机与LabVIEW完成灭火过程,替代消防人员进入事故现场进行灭火,降低了消防人员的行动风险,利用设置的环境采集模块接收传感组件发出的环境信息,并通过Arduino控制模块传输到上位机操作模块中进行环境信息的实时显示,从而提高了消防机器人的实用性。了消防机器人的实用性。了消防机器人的实用性。


技术研发人员:

王斌

受保护的技术使用者:

宁波财经学院

技术研发日:

2022.08.12

技术公布日:

2022/11/22

本文发布于:2022-11-24 14:52:44,感谢您对本站的认可!

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